• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
• /
• pp.7-7
• /
• 2011

Quantum beam technology has been expected to develop breakthroughs for nanotechnology during the third basic plan of science and technology (2006~2010). Recently, Green- or Life Innovations has taken over the national interests in the fourth basic science and technology plan (2011~2015). The NIMS (National Institute for Materials Science) has been conducting the corresponding mid-term research plans, as well as other national projects, such as nano-Green project (Global Research for Environment and Energy based on Nanomaterials science). In this lecture, the research trends in Japan and NIMS are firstly reviewed, and the typical achievements are highlighted over key nanotechnology fields. As one of the key nanotechnologies, the quantum beam research in NIMS focused on synchrotron radiation, neutron beams and ion/atom beams, having complementary attributes. The facilities used are SPring-8, nuclear reactor JRR-3, pulsed neutron source J-PARC and ion-laser-combined beams as well as excited atomic beams. Materials studied are typically fuel cell materials, superconducting/magnetic/multi-ferroic materials, quasicrystals, thermoelectric materials, precipitation-hardened steels, nanoparticle-dispersed materials. Here, we introduce a few topics of neutron scattering and ion beam nanofabrication. For neutron powder diffraction, the NIMS has developed multi-purpose pattern fitting software, post RIETAN2000. An ionic conductor, doped Pr2NiO4, which is a candidate for fuel-cell material, was analyzed by neutron powder diffraction with the software developed. The nuclear-density distribution derived revealed the two-dimensional network of the diffusion paths of oxygen ions at high temperatures. Using the high sensitivity of neutron beams for light elements, hydrogen states in a precipitation-strengthened steel were successfully evaluated. The small-angle neutron scattering (SANS) demonstrated the sensitive detection of hydrogen atoms trapped at the interfaces of nano-sized NbC. This result provides evidence for hydrogen embrittlement due to trapped hydrogen at precipitates. The ion beam technology can give novel functionality on a nano-scale and is targeting applications in plasmonics, ultra-fast optical communications, high-density recording and bio-patterning. The technologies developed are an ion-and-laser combined irradiation method for spatial control of nanoparticles, and a nano-masked ion irradiation method for patterning. Furthermore, we succeeded in implanting a wide-area nanopattern using nano-masks of anodic porous alumina. The patterning of ion implantation will be further applied for controlling protein adhesivity of biopolymers. It has thus been demonstrated that the quantum beam-based nanotechnology will lead the innovations both for nano-characterization and nano-fabrication.

• 자원환경지질
• /
• 제8권3호
• /
• pp.147-164
• /
• 1975

소백산(小白山) 변성대내(變成帶內)의 옥방(玉房), 선산(善山), 지례(知禮) 및 단성(丹城)일대에 분포하는 각섬석질암(角閃石質岩) 중 옥방지역(玉房地域)의 것은 주변 변성암류(變成岩類)에 상합적(相合的)이며 엽이(葉理)가 잘 발달되어 있고 그외 지역의 것은 심한 화강암화작용(花岡岩化作用)의 영향을 받아 편마암(片磨岩)및 화강암질암내(岡岩質岩內)에 lense 상(狀)의 잔류체(殘留體)로 산출(産出)된다. 본 연구에서는 주로 소백산(小白山) 변성대내(變成帶內)의 각섬석질암(角閃石質岩)옥방중석광상((玉房重石鑛床) 포함)과 그의 경계부에 위치한 옥천지향사대내(沃川地向斜帶內)의 상동광상(上東鑛床)의 염기성변성암(鹽基性變成岩)의 시료를 대상으로 습식(濕式) 및 방출분광분석(方出分光分析)을 수행하여, 24개 주성분(主成分) 및 희유원소(稀有元素)의 정성(定性) 정량적(定量的)인 값을 variation trend와 discriminant function analysis 를 통하여 비교검토함으로써 이들의 성인(成因)을 밝혀보려 하였다. 주성분원소(主成分元素)의 Niggli value를 사용한 각종 도면에서는 화강암화작용(花岡岩化作用)으로 인한 alkali, alumina, 및 silica 등의 증가로 인하여 충분한 data를 얻지못했으나, 연구(硏究) 대상 시료(試料)의 희유원소(稀有元素)들은 alkli, alumina, silica의 증감(增減)에 영향을 받지않아 (도면 12, 13) 성인규명(成因規明)에 만족한 결과를 얻을 수 있었다. 옥방(玉房), 선산(善山), 지례(知禮) 및 단성지역(丹城地域)의 각섬석질암(角閃石質岩)은 각 도표에서 높은 비율의 Cr, Ni, Co, Ti, Sr 및 V의 값을 가지며 염기성(鹽基性) 화성암(火成岩)의 variation trend를 잘 보여주고, 상동지역(上東地域)의 염기성변성암(鹽基性變成岩)은 낮은 Cr, Ni, Co, Ti, Sr 및 V의 값과 낮은 Niggli mg 값을 가져서 화성(火成), 퇴적(堆積)의 두 특징을 동시에 나타내고 있으나 화성기원의 특징을 더욱 강조하여 준다. 한편 Discriminant function test ($X_1$, $X_2$, $X_3$)에서도 옥방(玉房), 선산(善山), 지체(知體), 단성(丹城)지역의 각섬석질암(角閃石質岩)은 한 개의 시료(試料)를 제외하고는 모두 $X_1$, $X_2$, $X_3$ 중 둘이상이 positive값을 가져 화성기원(火成起源)을 지시해주며 상동광상(上東鑛床)의 것은 하나의 시료는 둘이상의 positive 값 ($X_1$=7.08, $X_2$=0.43, $X_3$=-4.42) 을 나타내고 두 개의 시료는 둘 이상의 negative 값($X_1$=7.66, -8.60, $X_2$=-0.78, -2.13, $X_3$=4.62, -1.00) 을 나타낸다. 또한 기원암(起源岩)의 규명에서 본 연구의 대상이 된 모든 염기성(鹽基性) 변성암(變成岩)이 분출암(憤出岩)및 퇴적암(堆積岩)의 특징인 높은 oxidation ratio (2 $Fe_2O_3{\times}100/2$ $Fe_2O_3+FeO$, in mols)를 가지는 것으로 보아 주성분(主成分) 및 희유원소(稀有元素) 연구(硏究)결과와 비교하여 보면 분출암(憤出岩)에서 유래된 것으로 결론 될 수 있으나 소백산변성암(小白山變成帶)의 경우는 oxidation ratio의 증가가 심한 화강암화작용(花岡岩化作用)의 영향 일수도 있으며 야외산출상태와 현미경기재에서도 분출암(憤出岩)의 잔류증거를 찾지못하였다. 결론적으로 소백산변성대내의 옥방(玉房), 선산(善山), 지체(知體), 단성(丹城)일대의 각섬석질암(角閃石質岩)은 염기성(鹽基性) 관입암(慣入岩)으로부터 유래된 것으로 사료되고, 옥천지향사대내(沃川地向斜帶內)의 상동광상(上東鑛床)일대의 염기성변성암(鹽基性變成岩)은 Kamp (1968)와 Orville (1969)가 취급한 연구 결과에서와 같이 탄산염퇴적물(炭酸鹽堆積物)의 퇴적환경에서 침천한 염기성(鹽基性) tuff로부터 유래된 가능성이 많다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제15권2호
• /
• pp.3-9
• /
• 2006

용융전로슬래그로부터 일반 포틀랜드 시멘트로의 전환에 관한 기초 연구의 일환으로, 전로슬래그의 $Al_{2}O_{3}$ 농도에 따를 고체 CaO 입자와 용융슬래그간의 계면반응을 알아보고자 하였다. 염기도($B=CaO/SiO_2$)를 1과 2로 조정한 전로슬래그에 소정의 $SiO_2$와 $5{\sim}15wt%\;Al_{2}O_{3}$를 첨가제로 첨가하여 MgO도가니에 넣고 $1500^{\circ}C$에서 30분간 가열 용해하여 균질화 한 후, 같은 온도의 소결 CaO펠렛을 투입하여 $10{\sim}30$분간 반응시켰다. 반응 후 급냉한 시편을 도가니의 직경방항으로 절단해서 펠렛 단면의 CaO직경 변화를 측정하여 슬래그중 $Al_{2}O_{3}$첨가에 따른 CaO의 용해속도를 조사하고, 계면 생성층을 SEM/EDX로 관찰하였다. 그 결과, 슬래그의 염기도가 2인 경우, 염기도가 1인 경우 보다 생성층 $C_{3}S$상의 두께는 $Al_{2}O_{3}$를 15wt.%까지 첨가함에 따라 3.5배 증가하였으며, $C_{6}AF_{2}$ 또는 $C_{4}AF$양도 2배 정도 증가됨을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.149-154
• /
• 2007

건조 미역 10.4 kg을 acetone으로 추출, 여과한 다음 액-액 분배, 각종 크로마토그라피를 통하여 충치원인균, Streptococcus mutans에 대한 항균물질의 한 성분을 분리, 정제하고(160 mg, 수율 $1.5\times10^{-3}$%) 물질을 동정한 결과는 다음과 같다. 건조 미역 30 g 상당량의 추출액을 기준으로 용매 획분별 항균활성을 조사하였을 때, $CHCl_3$층이 73.2%로 가장 강하였고, hexane층이 62.0%이었으며, BuOH층이나 물층은 거의 없었다. 알루미나 칼럼에서는 산성 획분인 1% $NH_4OH:MeOH(1:1)$용매 획분이 81.0%의 항균활성을 나타내었으며, 실리카 칼럼에서는 $CHCl_3:MeOH(95:5)$용매에서 가장 높은 95.5%의 항균성을 나타내었고, ODS칼럼에서는 85% MeOH에서 96.4%의 항균성을 나타내었다. 최종적으로 ODS칼럼에서 95% MeOH를 이동상으로 하여 3개의 물질 S1(10 mg), S2(90 mg), S3(60 mg)을 분리 정제하였다. TLC에서 각 성분은 동일한 Rf값 0.42를 나타내어 동일한 물질로 추정되었으며, 이들을 메칠 유도체화한 성분들은 Rf값이 0.95로 바뀌어 이들 물질이 carboxyl기를 가지는 지방산으로 추정되었다. GC분석에서 표품 지방산과 비교한 결과, 이들은 $C_{18:4,n-3}$ 지방산과 retention time이 일치하였다. 또한, 메칠 유도체의 mass spectrum 분석 결과, m/z 290에 분자 이온 peak가 관측되어 $C_{18:4,n-3}$ 지방산의 methyl 유도체의 분자량과 일치하여, 이 물질을 3,6,9,12-octadecatetraenoic acid(stearidonic acid, $C_{18:4,n-3}$) 지방산으로 동정하였다.

• 한국광물학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.347-356
• /
• 2010

알루미늄과 수산화알루미늄을 제조하는 (주)KC에서 사용하는 보오크사이트는 '자연기원방사성물질(NORM)'에, 가공 중 발생하는 폐기물 또는 부산물인 red mud는 '인위적으로 농축된 자연기원방사성물질(TENORM)'에 해당된다. 이 연구는 NORM의 대량사용시설인 (주)KC 공장 내부 및 주변 지역의 지질특성, 토양에 대한 광물학적 및 지화학적 분석을 수행하여 향후 작업장과 그 주변 지역의 방사능 피복량을 측정하고 방호하기 위한 과학적인 기초자료를 제공하고자 한다. (주)KC 공장 내부 및 인근지역 토양의 광물조성은 석영, 장석, 운모, 고령토, 깁사이트, 세피올라이트 등 모암으로부터 유래된 광물조성과 적철석, 보에마이트, 방해석 등 원광석인 보오크사이트로부터 유래된 광물조성으로 혼화되어 있다. 이 지역 토양의 평균 U 함량은 4.7 ppm, Th 함량은 23.6 ppm으로서 Th 함량이 다소 높게 나타난다. 토양의 $^{40}K$의 농도는 100~1,433 Bq/kg, $^{226}Ra$의 농도는 8.4~179 Bq/kg이고 $^{232}Th$의 농도는 13.5~300 Bq/kg으로서 높은 농도는 보이지 않으나 상대적으로 높은 $^{226}Ra$ 농도는 red mud 적재장 주변에서 확인된다. 토양시료의 외부 위해지수 범위는 0.10~1.66이며 평균 0.63으로서 전체적으로 는 위해 기준치로 제시되는 1.0 이하이지만 41개 지점 중 4개 지점이 1.0 이상을 나타난다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제26권5호
• /
• pp.12-21
• /
• 2017

알루미나 제조공정 부산물인 레드머드는 여러 가지 유용한 자원을 포함하고 있음에도 불구하고 아직까지 재활용되지 않고 있어 환경문제를 야기하고 있다. 현재 우리나라에서 레드머드가 매년 약 20만 톤 이상을 생산하고 있으며 대부분이 야적되고 있는 실정이다. 글로벌하게 보면 최근 중국의 알루미나 생산량이 증가함에 따라 전 세계에서 발생하는 레드머드의 양은 1억 톤 이상으로 꾸준히 증가하고 있다. 레드머드의 재활용 기술은 우리나라를 비롯한 많은 국가에서도 개발되고 있지만, 재활용 및 처리 기술은 여전히 레드머드의 생산증가 속도에 비해 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 레드머드와 관련된 특허, 논문, 기술보고서를 내용별 연도별로 분석하였다. 또한 국내 산출 레드머드의 물성 분석을 통해 기초 소재특성 자료를 제공하였고 국내외 레드머드 재활용의 실용화 추진 사례를 분석하여 실용화 기술 개발 가능성을 제시하였다. 특히 레드머드에서 희토류를 회수하는 기술, 환경오염 방지제 기술 등은 수요가 높고 경제적 가치가 높기 때문에 전 세계적으로 개발되고 있는 것으로 파악되었다. 이처럼 본 연구에서 도출된 레드머드의 기술개발 사례 등의 자료는 향후 고부가가치의 실용적 연구 및 기술 개발에 기여할 것으로 판단된다.